JPH0581607B2

JPH0581607B2 -

Info

Publication number: JPH0581607B2
Application number: JP30655889A
Authority: JP
Inventors: Masaru Oota; Wataru Kosaka; Kenichi Yanagisawa
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1989-11-28
Filing date: 1989-11-28
Publication date: 1993-11-15
Also published as: JPH03167215A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は良好な離型性、金型汚れ性、捺印性を
有し、しかもシリコンチツプと樹脂界面及びリー
ドフレームと樹脂界面の密着の良い半導体封止用
のエポキシ樹脂組成物に関するものである。（従来技術）半導体封止用エポキシ樹脂組成物は一般にトラ
ンスフアー成形法により成形される。この成形法において、成形により封止された半
導体を金型から円滑に取り出すため、あらかじめ
成形材料に離型剤、即ちワツクスを添加している
が、このワツクスは下記の条件を満足するもので
あることが必要である。良好な離型性を有すること。成形シヨツト数を重ねても、金型表面への付
着物が少なく、クリーニング回数が少なくてす
むこと、即ち型汚れ性が良好であること。捺印性が阻害されないこと。成形品表面に多
量にブリードしたり、又は空気中高温にさらさ
れることにより、容易に酸化して捺印性が低下
するワツクスは使用することが出来ない。ポストキユアー後のシリコンチツプと封止樹
脂界面、リードフレームと封止樹脂界面が実用
上十分に密着・接着していること。これらの界
面の剥離により水分がパツケージ内に浸入し易
くなり、半導体デバイスの耐湿性が著しく低下
する可能性があるためである。従来の離型剤としてはステアリン酸やモンタン
酸のような長鎖脂肪酸系ワツクス、ステアリン酸
亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸
カルシウムなどの長鎖脂肪酸の金属塩系のワツク
ス、カルナバワツクスやモンタン酸のエステル化
物で代表されるアミン基を含有しない従来のエス
テル系ワツクス、モンタン酸ビスアマイドで代表
されるビスアマイド系ワツクス等があるが、いず
れも前述した条件を十分に満たしてはいなかつ
た。例えば、脂肪酸系やその金属塩系ワツクスは離
型、型汚れ、捺印のいずれも満足するが、樹脂と
シリコンチツプそしてリードフレームとの密着が
低下して耐湿性が低下してしまう。従来のアミン基を含有しないエステル系ワツク
スは離型、捺印、密着は良好であるが、型汚れ特
性の低いものがあり、金型クリーニング回数が多
くなる傾向にある。また、アミン基を含有しないエステル系のある
種のものは高温で酸化し易く、捺印性が低下する
場合も多い。ビスアマイド系ワツクス（例えば特開昭56−
52941号公報）は型汚れ性、捺印性、密着性は良
好であるが、かんじんの離型性が十分でない。これは、ビスアマイド系ワツクスはエポキシ樹
脂とあまりに良く相溶しすぎるため、成形品表面
にワツクスがほとんどブリードしないことによる
と考えられる。以上のワツクスを複合して用いることにより、
比較的良好な成形性を有する樹脂組成物が得られ
るものの、これらの欠点は完全にカバー出来なか
つた。しかも近年、耐熱性向上の要求が強くなつてお
り、耐熱性エポキシ樹脂、耐熱性硬化剤を用いる
必要があるが、これらを用いた封止材は、従来の
封止材に比べて離型性、型汚れ性が悪く、従来の
ワツクス系ではすでに限界があり、ますます上記
特性に優れた離型材が必要とされるようになつて
きている。（発明が解決しようとする課題）本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、そ
の目的とするところは、金型からの離型性、
金型汚れ特性、成形品の捺印性、シリコンチ
ツプ又はリードフレームと樹脂の密着性の良好な
半導体封止用エポキシ樹脂の組成物を提供するこ
とにある。（課題を解決するための手段）本発明者らは従来技術では克服できなかつたこ
れらの問題を解決するために、鋭意研究を進め、
特にワツクスとして、炭素数18以上35以下の長鎖
一価飽和脂肪酸と下記式〔〕で示される化合物
とのエステルを、総離型剤中の50〜100重量％含
有する離型剤

【化】を含有するエポキシ樹脂組成物が、目的とする特
性を満足することを見いだし、本発明を完成する
に至つたものである。（作用）本発明で用いる離型剤は、炭素数18以上35以下
の長鎖一価飽和脂肪酸と式〔〕で示される化合
物とをエステル化させることにより合成される。ここに用いられる長鎖一価飽和脂肪酸の代表例
を挙げるとステアリン酸（炭素数18）、ベヘン酸
（炭素数22）、モンタン酸（炭素数28〜32）などが
挙げられる。本発明において長鎖一価飽和脂肪酸の炭素数を
限定している理由は、炭素数がこれより少ないも
の、例えばパルミチン酸（炭素数16）などでは離
型性に優れたものを得る事が出来ないからであ
る。又、炭素数が35より大きいものは合成反応に
おける収率が低下し、しかもエポキシ樹脂との相
溶性も低いために型汚れ性が低下する。離型剤を合成するもう一方の原料である式
〔〕の化合物は、例えばジエタノールアミン、
ジイソプロパノールアミン、そしてジヒドロキシ
シジフエニルアミン等が挙げられる。式〔〕の化合物と長鎖一価飽和脂肪酸とは当
量で反応させることが望ましいが、合成等の都合
上、多少当量比をずらせて合成しても差し支えな
い。一般に式〔〕の化合物／長鎖一価飽和脂肪酸
＝80／100〜100／80の範囲が望ましい。この合成
した離型剤は、他の通常用いられている離型剤と
併用して用いてもいが、総離型剤量の50〜100重
量％の使用が望ましい。 50重量％未満であると、離型性、型汚れ性、捺
印性、密着性（耐湿性）のいずれかが低下し、バ
ランスのとれない離型剤系となる。また、この合成離型剤の組成物への配合割合
は、エポキシ樹脂組成物全体量の0.1〜2.0重量
％、好ましくは0.3〜1.0重量％である。配合割合を多くしすぎると型汚れ性が低下する
のみならず、硬化物のガラス転移点（Tg）、機械
的強度、耐湿性が低下する。逆に配合割合を少なくすると、当然離型性が低
下し、著しく成形性が低下する。本発明のアミン基含有のエステル型離型剤が金
型汚れ性と離型性に顕著な効果のある理由は不明
であるが、次のように推測されている。 (a) 離型効果大である長鎖脂肪酸エステル構造を
有していること (b) エポキシ樹脂に相溶あるいは反応しやすいア
ミン基を含有しているために成形品表面へのブリード量が少なく、金型
汚れ性が良好である。本発明で用いるエポキシ樹脂は下記式〔〕で
示されるエポキシ樹脂や

【化】あるいは１分子中に２個以上のエポキシ基を有
するものであればいかなるものでも良く、例えば
ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフエノー
ルＦ型エポキシ樹脂、フエノールノボラツク型エ
ポキシ樹脂、クレゾールノボラツク型エポキシ樹
脂、脂環式エポキシ樹脂、更にこれらのシリコー
ン変性樹脂及びその他変性樹脂等が挙げられ、こ
れらのエポキシ樹脂は１種又は２種以上混合して
用いることも出来る。これらのエポキシ樹脂の中ではエポキシ当量が
150〜250、軟化点が60〜130℃であり、本発明で
用いるフエノール樹脂は硬化剤としての働きをす
るものである。本発明で用いられるフエノール樹脂は下記式
〔〕で示されるフエノール樹脂や

【化】あるいはフエノールノボラツク樹脂、クレゾー
ルノボラツク樹脂、更に、これらのシリコーン変
性樹脂及びその他の変性樹脂等が挙げられ、これ
らは１種又は２種以上混合して用いることもでき
る。これらのフエノール樹脂の中ではOH当量が80
〜150、軟化点が60〜120℃であり、Na⁺，Cl^-等
のイオン性不純物が出来る限り少ないものが好ま
しい。なお、本発明において式〔〕及び〔〕に示
される耐熱性樹脂は、下記の条件を満たして配合
する必要がある。 (1) 式〔〕に示される耐熱性エポキシ樹脂を総
エポキシ樹脂中の50〜100重量％含有すること。 (2) あるいは式〔〕に示される耐熱性フエノー
ル樹脂を総フエノール樹脂中の50〜100重量％
含有すること。 (3) あるいは(1)と(2)の条件を同時に満たすこと。これらの３条件の中にあてはまらない樹脂組成
物は、耐熱性が低下し、半田耐熱性が低下するた
めに表面実装対応IC封止用樹脂組成物としての
適性を欠くことになる。総エポキシ樹脂成分と総硬化剤（フエノール樹
脂）成分は当量比でエポキシ基／フエノール性水
酸基＝70／100〜100／70の範囲が好適である。当量比が70／100未満もしくは100／70より大き
いとTgの低下、熱時硬度の低下、耐湿性の低下
等が生じ、半導体封止用樹脂組成物として不適と
なつてしまう。本発明で用いられる無機充填材としては結晶シ
リカ、溶融シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、
タルク、マイカ、ガラス繊維等が挙げられる。これらの１種又は２種以上混合して使用され
る。これらのうちで特に結晶シリカ又は溶融シリ
カが好適に用いられる。本発明に使用される硬化促進剤としてはエポキ
シ基とフエノール性水酸基との反応を促進するも
のであればよく、一般に封止用材料に使用されて
いるものを広く使用することができ、例えば
BDMA等の第３級アミン類、イミダゾール類、
１，８−ジアザビシクロ〔５，４，０〕ウンデセ
ン−７（DBU）、トリフエニルホスフイン
（TPP）等の有機リン化合物等が単独もしくは２
種以上混合して用いても良い。また、これら以外
の成分として必要に応じてシランカツプリング
剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、
ヘキサブロムベンゼン等の難燃剤、カーボンブラ
ツク、ベンガラ等の着色剤及びシリコーンオイ
ル、ゴム等の低応力添加剤等の種々の添加剤を適
宜配合しても良い。本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を成形材料
として製造するには、エポキシ樹脂、硬化剤、無
機充填材、硬化促進剤、離型剤として特殊な合成
ワツクス及びその他の添加剤をミキサー等によつ
て充分に均一に混合した後、さらに熱ロール又は
ニーダー等で溶融混練し、冷却後粉砕することに
よつて得ることができる。これらの成形材料は電
子部品あるいは電気部品の封止、被覆、絶縁等に
用いることができる。（実施例）次に実施例について比較例とあわせて説明す
る。なお、以下製造例、比較製造例、実施例及び
比較例において「部」及び「％」は重量部及び重
量％を示す。（ワツクスの合成）製造例１ステアリン酸284g（1mol）と乾燥ベンゼン１
を入れ、撹拌しながら五塩化リン213g（1.02mol）
を30〜50gずつ加える。室温では塩素の発生は12
時間後に起きるので、その後２時間還流させる。
溶媒と塩化ホスホリルを除去した後、減圧蒸溜し
ステアリン酸塩化物CH₃（CH₂）₁₆−COClを得る
（一段目収率65〜70％）。次にジエタノールアミン26.3g（0.25mol）と乾
燥ジメチルアニリン60.6g（0.5mol）を乾燥エーテ
ル100mlに溶かし、かきまぜながらステアリン酸
塩化物151.2g（0.5mol）を滴下する。滴下後２時
間還流し放冷する。水を加えてエーテルで抽出し、抽出溶液を10％
硫酸水溶液で数回洗い、脱溶媒して合成ワツクス
Ａを得る。（二段目収率90％）製造例２製造例１のステアリン酸をモンタン酸466g
（1mol）に変更し、更にジエタノールアミンをジ
イソプロパノールアミン33.3g（0.25mol）に変更
した以外は同様に製造し、合成ワツクスＢを得
た。（一段目収率65〜70％、二段目収率90〜95％）製造例３製造例２のジイソプロパノールアミンをジヒド
ロキシジフエニルアミン50.2g（0.25mol）変更し
た以外は同様にして製造し、合成ワツクスＣを得
た。（一段目収率70〜75％、二段目収率〜97％）比較製造例１製造例１のステアリン酸をパルミチン酸254g
（1mol）に変更する以外は同様にして製造し、合
成ワツクスＤを得た。（一段目収率65〜70％、二
段目収率90％）比較製造例２製造例１のステアリン酸を炭素数36〜40の脂肪
酸564g（1mol）に変更する以外は同様にして製造
し、合成ワツクスＥを得た。（一段目収率65〜70
％、二段目収率85〜90％）実施例１下記組成物エポキシ樹脂Ａ 95重量部臭素化ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂（エポ
キシ当量370、軟化点65℃、臭素含有率37％）
５重量部フエノールノボラツク樹脂（OH当量105、軟
化点105℃） 50重量部溶融シリカ 490重量部トリフエニルホスフイン２重量部合成ワツクスＡ４重量部三酸化アンチモン 25重量部シランカツプリング剤２重量部カーボンブラツク３重量部を常温で充分混合し、次いで95〜100℃で加熱ニ
ーダー等により混練し、冷却後粉砕してタブレツ
ト化して本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物を得た。この材料をトランスフアー成形機（成形条件：
金型温度175℃、硬化時間２分）を用いて成形し、
成形時の離型性、型汚れ性を評価した。更に得られた成形品を175℃、８時間後硬化し、
捺印性試験と耐湿性試験を行つた。評価結果を第１表に示す。実施例２実施例１において合成ワツクスＡを合成ワツク
スＢとし、エポキシ樹脂Ａを０−クレゾールノボ
ラツク型エポキシ樹脂（エポキシ当量200、軟化
点70℃）とし、更にフエノールノボラツク樹脂を
フエノール樹脂A50重量部と変更した以外は実施
例１と同様にして半導体封止用材料を得、同様に
して評価した。結果を第１表に示す。実施例３〜５実施例１と同様にして第１表に示す組成の半導
体封止用材料を得、実施例１と同様にして評価し
た。結果を第１表に示す。比較例１〜４実施例１と同様にして第１表に示す組成の半導
体封止用材料を得、実施例１と同様にして評価し
た。結果を第１表に示す＊１下記式〔〕で示されるエポキシ樹脂Ａ
（エポキシ当量210、軟化点70℃）

【化】＊２下記式〔〕で示されるエポキシ樹脂Ｂ
（エポキシ当量185）

【化】＊３下記式〔〕で示されるシリコーンオイル
20重量部と式〔〕で示されるエポキシ樹脂
100重量部との反応物（エポキシ当量270、軟化
点70℃）

【化】＊４下記式〔〕で示されるフエノール樹脂Ａ
（OH当量100、軟化点105℃）

【化】＊５下記式〔〕で示されるフエノール樹脂Ｂ
（OH当量185、軟化点65℃）

【化】＊６下記式〔〕で示されるシリコーンオイル
20部と下記式〔〕で示されるフエノール樹脂
100重量部との反応物（OH当量123、軟化点
110℃）

【化】

【表】

【表】（発明の効果）本発明の合成ワツクスを用いてなるエポキシ樹
脂組成物は、離型性、金型汚れ性、捺印性が非常
に優れ、しかもシリコンチツプやリードフレーム
との密着も良いため、耐湿性にも優れており、半
導体封止用樹脂組成物として非常に優れているも
のである。

Claims

【特許請求の範囲】１下記式〔Ｉ〕で示されるエポキシ樹脂を
総エポキシ樹脂中の50〜100重量％含有するエ
ポキシ樹脂【化】硬化剤無機充填材硬化促進剤及び炭素数18以上35以下の長鎖一価飽和脂肪酸と
下記式〔〕で示される化合物とのエステルを
総離型剤中の50〜100重量％含有する離型剤【化】を必須成分とする半導体封止用の樹脂組成物。２ ′ エポキシ樹脂 ′ 下記式〔〕で示されるフエノール樹脂硬
化剤を総硬化剤中の50〜100重量％含有するフ
エノール樹脂硬化剤【化】無機充填材硬化促進剤及び炭素数18以上35以下の長鎖一価飽和脂肪酸と
下記式〔〕で示される化合物とのエステルを
総離型剤中の50〜100重量％含有する離型剤【化】を必須成分とする半導体封止用の樹脂組成物。３下記式〔〕で示されるエポキシ樹脂を
総エポキシ樹脂中の50〜100重量％含有するエ
ポキシ樹脂【式】 ′ 下記式〔〕で示されるフエノール樹脂硬
化剤を総硬化剤中の50〜100重量％含有するフ
エノール樹脂硬化剤【化】無機充填材硬化促進剤及び炭素数18以上35以下の長鎖一価飽和脂肪酸と
下記式〔〕で示される化合物とのエステルを
総離型剤中の50〜100重量％含有する離型剤【化】を必須成分とする半導体封止用の樹脂組成物。